Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
18 Декабря 2017, 16:54:34


Автор Тема: Как посчитать виньетирование в телескопе Ньютона?  (Прочитано 2717 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Yvk

  • Клуб Астрополис, Администратор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4301
  • Благодарностей: 191

Необходимо для телескопа Ньютона посчитать падение освещенности в фокальной плоскости на некотором данном расстоянии от оси. Известны такие параметры как фокусное расстояние, апертура, малая ось вторички, вынос фокуса от оси телескопа.
Есть ли какая-то готовая формула на этот счёт? :hz: :help:
Записан

Mott

  • Клуб Астрополис, Модератор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5376
  • Благодарностей: 66

Калькулятор для расчёта телескопа системы Ньютона:



См. Выходные параметры:

http://hea.iki.rssi.ru/~nick/calc.htm

Угловой радиус невиньетированного поля зрения W, обеспечиваемого трубой с внутренним диаметром DT и длиной F (для сравнения с w и w0);

Минимальный диаметр C отверстия в трубе (или диаметр диафрагмы - по внешнему диаметру трубы, без учёта цилиндричности самой трубы!) под окулярный узел, необходимый для получения невиньетированного поля зрения при выбранных параметрах телескопа.

Записан
Tempora mutantur et nos mutamur in illis

IgorZ

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 336
  • Благодарностей: 0

Вот нашел для идеального телескопа, точнее астрографа.
Записан

tlgleonid

  • Клуб Астрополис, Модератор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404

Если интересует падение освещенности, вызванное виньетированием на краю, то готовые формулы вывести несложно. Нужно провести двухкратное интегрирование по поверхности сечения конуса лучей в районе вторички. В результате получаются простые формулы. Я их набросал в маткаде и пользуюсь (лень алгоритмизировать в exe-шник). Вот как выглядит расчет для Алиота
Записан
Задокументировано наблюдение  >1500 Deepsky объектов.
ТАЛ75R, GSO 6" 1:4 +HEQ5Pro SynScan+Canon1000D+QHY6+фильтры R,V+Юпитер21М+QHY5, 265мм и 415 мм Добсоны HandMade+o3+hb+uhc+...
FAQ по любительской астрономии

Yvk

  • Клуб Астрополис, Администратор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4301
  • Благодарностей: 191

То что нужно. Лёня, спасибо! :)
Записан


tlgleonid

  • Клуб Астрополис, Модератор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 6618
  • Благодарностей: 404

Да, забыл сказать, что данные формулы применимы лишь для случая, когда нет виньетирования в центре (по крайней мере одна точка в фокальной плоскости должна быть построена всем зеркалом). Если же диагоналка меньше положенного, то формулы нужно подправить для зоны, где только режется апертура.  >:(
Просто меня такой случай не интересует.
Записан
Задокументировано наблюдение  >1500 Deepsky объектов.
ТАЛ75R, GSO 6" 1:4 +HEQ5Pro SynScan+Canon1000D+QHY6+фильтры R,V+Юпитер21М+QHY5, 265мм и 415 мм Добсоны HandMade+o3+hb+uhc+...
FAQ по любительской астрономии

rvs

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 103
  • Благодарностей: 9

А я в свое время набросал упрощенный способ оценки виньетирования в трубе рефлектора Ньютона.

Упрощения следующие:

1. Поскольку реальные поля, оцениваемые нами, не больше 3...4 градусов, я наплевал на косинус в четвертой степени.

2. Рассматриваются только источники виньетирования в виде круглых диафрагм на оптической оси.

3. Зависимость виньетирования от углового отклонения пучка относительно оси аппроксимируется отрезком прямой.
Начало отрезка - диаметр поля зрения с нулевым виньетированием, в отн. единицах освещенность 1.
Конец отрезка - диаметр поля зрения с полным виньетированием, в отн. единицах освещенность 0.
Поигравшись с точными формулами зависимости площади, отсекаемой окружностью в круге, от расстояния между их центрами при различных соотношениях диаметров и сравнивая графики точных функций с упомянутыми выше отрезками прямых, я счел упрощение допустимым.
Во-первых, граница невиньетированного поля определяется точно.
Во-вторых, допустимый предел виньетирования, например, при расчете вторичного зеркала, все равно не является четко определенным и задается приближенно. Кроме того, при виньетировании менее чем на 50 % аппроксимация отрезком прямой дает завышенную (более пессимистическую) оценку.

Таким образом зависимость освещенности от диаметра поля зрения в относительных единицах принимается кусочно-линейной:
 - от центра поля (оптич. оси) до диаметра невиньетированного поля освещенность постоянна и равна 1;
 - от диаметра невиньетированного поля до диаметра полностью виньетированного поля освещенность линейно падает от 1 до 0;
 - за пределами диаметра полностью виньетированного поля освещенность постоянна и равна 0.

Задача оценки виньетирования сводится к вычислению диаметров полей нулевого и полного виньетирования.

Теперь догично поставить задачу оценки итогового виньетирования несколькими элементами. Для этого графики падения относительной освещенности из-за виньетирования каждым элементом в отдельности накладываются.
Записан

rvs

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 103
  • Благодарностей: 9

В качестве иллюстрации привожу графики для проекта Лени Ткачука по параметрам из ответа №3. (Все это я на скорую руку запихнул в Excel. Смотрим верхний график.)
По оси абсцисс - диаметр поля зрения в угловых минутах, по оси ординат - относительная освещенность.
Сплошная черная линия - виньетирование вторичным зеркалом.
Сплошная желтая линия - виньетирование передним срезом 1.25-дюймовой посадочной втулки CCD.
Точечная желтая линия - виньетирование передним срезом 1.25-дюймовой посадочной втулки окуляра.
Точечная голубая линия - виньетирование передним срезом 2-дюймовой посадочной втулки окуляра.
Сплошная серая линия - виньетирование втулкой корректора комы НПЗ.
Сплошная пурпурная линия - виньетирование передним срезом 2-дюймового фокусера на уровне стенки трубы.


Кстати, на нижнем графике нанесены диаметры поля зрения при использовании окуляров с разными фокусными расстояниями с учетом достигаемого увеличения. Здесь по оси ординат - фокус окуляра в логарифмическом масштабе.
Совмещение с графиком для виньетирования дает представление, за что боремся.

Темно-синий график - для обычных окуляров с полем 48 градусов, a la Plossl
Пурпурный график - для широкоугольных окуляров с полем 65 градусов
Голубой график - для сверхширокоугольных окуляров с полем 82 градусов
Серые горизонтальные линии показывают окуляры для достижения увеличений равнозрачкового, 0.7D, 1D, 1.4D и 2D соответственно.

Согласитесь, что для конкретного телескопа такая пара графиков показывает практически все.
Записан